丙酮碘化反应

1、项目十丙酮碘化反应、实验目的（1）通过实验加深对复杂反应特征的理解。（2）测定酸催化时丙酮碘化反应的速率常数、活化能。（3）掌握722型可见分光光度计的使用方法。二、实验原理不同的化学反应其反应机理是不相同的。按反应机理的复杂程度之不同可以将反应分为基元反应（简单反应）和复杂反应两种类型。简单反应是由反应物粒子经碰撞一步就直接生成产物的反应。复杂反应不是经过简单的一步就能完成的，而是要通过生成中间产物的许多步骤来完成的，其中每一步都是一个基元反应。常见的复杂反应有对峙反应（或称可逆反应,与热力学中的可逆过程的含义完全不同）。平行反应和连续反应等。丙酮碘化反应是一复杂反应，反应方程式为:+li_

2、CH3-CCH：!+H+FooH+是催化剂，由于反应本身能生成H+,所以，这是一个自动催化反应。一般认为该反应的反应机理包括下列两步:OH(B)+h*+r<l)(B)(D)这是一个连续反应。反应（1）是丙酮的烯醇化反应，它是一个可逆反应，进行得很慢。反应（2）是烯醇的碘化反应，它是一个快速且能进行到底的反应。由于反应（1）速率很慢,而反应（2）的速率又很快，中间产物烯醇一旦生成又马上消耗掉了。根据连续反应的特点,该反应的总反应速率由反应（1）所决定，其反应的速率方程可表示为:式中Ca为丙酮的浓度；Cd为产物碘化丙酮的浓度；Ch+为氢离子的浓度；K为丙酮碘化反应的总的速率常数。由反应（2）

3、可知，左如果测得反应过程中各时间碘的浓度，就可以求出<。由于碘在可见光区有一个比较宽的吸收带，所以本实验可采用分光光度法来测定不同时刻反应物的浓度。若在反应过程中，丙酮的浓度为0.10.6moldm-3,酸的浓度为0.050.5molMm-3时,可视丙酮与酸的浓度为常数。将（3）式积分得：CnCnKCCyf(1%f|)(4)按朗怕-比耳定律，若指定波长的光通过碘溶液后光强为I，通过蒸馏水后的光强为Io,则透光率可表示为：并且透光率与碘的浓度有如下关系:IgT=-=式中，1为比色皿光径长度；K'，是取10为底的对数时的吸收系数。又因曲止积分后可得:将式（5）、（6）代入式（4）中整

4、理后得:IfiTj-IgTj=K(K7)CACH'(;2-<!)或:h-K7(i-ii)*CACH*式中，K'l可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率T代入式（5）而求得。当Ca与（8）式求出丙酮碘化反应的（8）式求出丙酮碘化反应的Ch+浓度已知时，只要测出不同时刻反应物的透光率，就可利用速率常数K。三、仪器和药品1带恒温装置的722型可见分光光度计；2、超级恒温槽；3、秒表；4、100mL磨口锥形瓶1个；5、50mL容量瓶2个；6、5mL移液管3支。7、0.01mol/L碘溶液（KI03+5KI+6HCI=312+6KCI+3H2。）：准确称取KIO30.1427g,在5

5、0mL烧杯中加入少量水微热溶解，加入KI1.1g加热溶解，再加入2ml的盐酸10mL混和，倒入100mL容量瓶中，稀释至刻度。8、2mol/L丙酮9、1mol/L盐酸四、实验步骤（1）将超级恒温槽的温度调至20C。（2）调整分光光度计：1. 在使用仪器前，应该对仪器进行检查，电源接线应牢固，通地要良好。各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再接通电源开关。2. 将灵敏度旋钮调置“1档（放大倍率最小）。3. 开启电源，指示灯亮，选择开关置于“T,波长调到560nm的位置上，然后将比色架（带有恒温水套）放入暗箱中盖好箱盖）仪器预热20min。4. 打开试样室盖（光门自动关闭），调节“（旋钮，使数字显

6、示为“00.0。”盖上试样室盖，将装有蒸馏水的比色皿（光径长为2cm）放到比色架上，使之处在光路中。调节透光率“10%”旋钮，使数字显示为“100.0。”如果显示不到“100.0,”则可适当增加微电流放大器的倍率档数，但尽可能使用低档，这样仪器将有更高的稳定性。改变倍率后，必须重新校正“0”和“10%”。（3）求K'l值：取另一比色皿，注入已知浓度的碘溶液、放到比色皿架的另一档位置上，测其透光率T（注意刻度盘上读出的透光率”相当于公式1,当1。=100时的I值，所以透光率T=I读x0.01），利用（5）式求出K'l值。（4）测定丙酮碘化反应的速度常数K:在一洗净的50mL容量瓶

7、中，用移液管移入5mol2mol/L丙酮溶液，加入少量蒸馏水（为什么？）。取另一洗净的50ml容量瓶，用移液管移入5ml实验用碘溶液。再用另一支移液管移入5mlHCI溶液，于100ml磨口带盖锥形瓶中注入蒸馏水。三瓶各自盖好塞子，一起放入恒温槽中恒温。待达到恒温后（10min左右），将丙酮溶液倒入盐酸和碘溶液容量瓶中，用恒温的蒸馏水洗丙酮瓶34次，洗涤液倒入混合液瓶中，用恒温蒸馏水稀释至刻度。此步骤在恒温槽小孔口中进行。取出此容量瓶，摇匀后迅速倒入比色皿中，用擦镜纸擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下与步骤（3）相同，测其透光率T。每隔3min量一次，直至24min左右。在测量过程中，需经常检查检流计零点和蒸馏水空白的透光率。（5）分别升温至25C、30C,35C，测以上各温度时透光率T。五、数据处理1. 利用（5）式，求出K'。2. 由lgT对时间t作图，应得一直线，求此直线斜率，再由斜率m求出K总。疋电=-1'（注意Ca,Ch+应取值若干？）3. 求活化能：由阿累尼乌斯公式-兀以lgK对1/T作图，由斜率m求EnoE=-2TOx